Dati pregressi

La raccolta dei dati pregressi si è indirizzata sulle tipologie di dati indicate qui di seguito. I dati sono stati impiegati, assieme a quelli raccolti per la presente tesi, per definire il modello idrogeologico concettuale e valutare il rischio di interferenza delle gallerie in progetto con il sistema idrogeologico.

Progetto

È stato possibile consultare parte del materiale riguardante il progetto esecutivo, ossia gli elaborati riguardanti:

• “Indagine e rilievi, geologia e idrogeologia” redatti da M. Fiocco – I. Ilardo, per conto di Strabag, 2012.

• “Idraulica, corografia di bacini” redatti per Strabag, 2012.

Il primo elaborato è composto da tavole rappresentanti i 7 quadri di riferimento del tracciato in cui viene illustrato il progetto, la litologia, le sorgenti, le emanazioni gassose, i punti di monitoraggio, i sondaggi, le stese sismiche, le sezioni geologiche ecc.. alla scala 1:2.000.

Nel secondo elaborato, invece, troviamo una carta topografica suddivisa in 2 quadri in scala 1:10.000 dove viene rappresentato il progetto e il reticolo idrografico, il bacino idrografico di riferimento con i sottobacini. Nei restanti elaborati, relativi all’idraulica, abbiamo la rappresentazione delle varie opere di regimazione idraulica a varie scale, 12 tavole rappresentanti il progetto e la superficie di bacino dei vari fossi intersecati dal tracciato (a scala 1:1.000) e le relazioni riguardanti lo studio idrogeologico dove vengono discussi la caratterizzazione dei bacini, l’interferenza tra il progetto e l’idrografia superficiale e le opere di drenaggio stradale.

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Monitoraggio ante-operam

Per quanto riguarda i dati relativi al monitoraggio ante-operam, svolto da

Studio Mattioli s.r.l. per le società Strabag e Anas S.p.A., sono state consultate

le seguenti relazioni:

• “Monitoraggio ambientale A.O. Relazione tecnica acque sotterranee”;

• “Monitoraggio ambientale A.O. Relazione tecnica acque superficiali”. In queste due relazioni vengono illustrati, dopo un’introduzione sul progetto e sull’area interessata, i relativi monitoraggi ante-operam delle acque superficiali e sotterranee con l’elenco dei punti di monitoraggio, delle attività eseguite e dei risultati ottenuti.

Dati meteo

Il materiale relativo alle precipitazioni annue è stato scaricato dal sito del SIR, Servizio Idrogeologico Regionale della Toscana, relativo al trentennio dal 1985 al 2014 per quanto riguarda i dati della stazione pluviometrica di Pari [TOS03002789] - Civitella Paganico (GR). Per quanto riguarda i dati relativi alla temperatura del trentennio 1985 – 2014 sono stati scaricati dal sito “ilmeteo.it” e fanno riferimento alla stazione di Civitella Paganico (GR) a quota 329 m.l.m.

13.2 Metodologia di elaborazione dei dati di portata delle

sorgenti

Per l’elaborazione dei dati ottenuti dal monitoraggio in discontinuo è stata utilizzata la metodologia di “classificazione delle sorgenti in base ai loro sistemi di flusso alimentanti”, descritta da Gargini et al. (2008) ed Ermini et al. (2009), elaborata in contesti generali di hard rock aquifer sedimentari (acquiferi torbiditici dell’Appennino settentrionale). Tale metodologia è basata sull’analisi della curva di esaurimento relativa ad una sorgente e permette l’individuazione della tipologia di sistemi di flusso alimentanti le varie scaturigini.

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Se il sistema di flusso che alimenta una sorgente è di tipo profondo diviene maggiore la probabilità di un’interferenza idrogeologica da parte di un’opera in sotterraneo quale un tunnel.

Analisi idrologica dell’esaurimento

Il regime di portata in un acquifero fratturato è influenzato fondamentalmente dalla profondità del sistema di flusso, dalla distribuzione di permeabilità nell’ammasso roccioso e del regime della ricarica diretta (Freeze e Cherry, 1979; Halford e Mayer, 2000).

In tale tipologia di sistema, la portata di scarico dello stesso diventa in pratica uno specchio della ricarica, dal momento che esiste un passaggio più o meno veloce tra il segnale di input (precipitazioni) e quello di output (flusso di sorgente); solo durante la stagione di recessione, periodo di magra, dove la ricarica attiva è assente o molto ridotta, l’output di portata diventa completamente rappresentativo delle proprietà intrinseche dell’acquifero (Gargini et alii, 2008).

Classificazione delle sorgenti in base ai sistemi di flusso

Per le motivazioni illustrate si è scelto di effettuare una classificazione delle sorgenti basata sull’analisi dell’esaurimento estivo delle emergenze monitorate, da preferirsi ad una solamente basata sulla struttura idrogeologica secondo modelli concettuali predeterminati (Civita, 1973).

A partire dall’analisi della curva di esaurimento di una sorgente, che rappresenta, in linea generale, il tratto più regolare del segnale di scarico del sistema, si è quindi deciso di classificare le emergenze sulla base di un parametro, denominato Base-yield (By), il quale può essere considerato un

indice empirico della produttività di una sorgente durante la recessione estiva (Ermini et alii, 2009).

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Il parametro By ,è definito come il prodotto, cambiato di segno, tra il logaritmo di base 10 del coefficiente di esaurimento e la portata media estiva della sorgente:

By = -[log10(α)*Qs]

dove Qs è la portata media estiva espressa in (l/min) ed α è il coefficiente di esaurimento di recessione (1/g).

Il segno meno rende i valori di By positivi. Tale parametro tiene conto, in modo

integrato, del flusso medio estivo della sorgente e del suo tasso di recessione: un alto valore di portata media estiva, combinato ad un basso tasso di diminuizione del flusso sorgentizio durante la magra, suggerisce che la produttività della sorgente è guidata da una cella di scarico maggiormente sviluppata (Gargini et alii, 2008), quindi più profonda e quindi più potenzialmente interferibile da un’opera in sotterraneo ove la idrostruttura favorisca la connessione.

Una volta definito il valore del Base-yield per le diverse sorgenti, esso può essere graficato in relazione alla quota relativa di emergenza delle sorgenti stesse, definita come differenza tra la quota m s.l.m. delle emergenze ed il livello idrologico di base locale (rappresentato in genere dalla quota di base del torrente nel cui bacino recapita la sorgente). Il grafico così ottenuto (Fig.13.1) permette di definire almeno 5 campi o tipi di sorgenti (spring-field), classificandone e distinguendone la tipologia di acquifero (Gargini et alii, 2008).

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Fig.13.1- Campi di distribuzione del tipo delle sorgenti studiate in relazione al differenziale della quota di emergenza e al regime d’esaurimento, estratto dal lavoro di Ermini et al. (2009).

Questi 5 campi sono sostanzialmente espressione di 2 sistemi di flusso principali, indicati con le sigle S e T: il sistema S è suddiviso a sua volta in 3 campi: SS, SL;SH, mentre nel sistema T sono annoverati i campi TH e TL.

Le sigle S e T stanno rispettivamente per Slope (che indica un sistema di flusso locale o di versante o intrabacino) e Trans-watershed (ovvero un sistema di flusso regionale o trans-bacino); i pedici L e H indicano invece, rispettivamente, se si tratta di alta quota (High) o bassa quota (Low), mentre il pedice S è posto ad indicare la scala dell’intero versante. In generale si può affermare che i sistemi più a rischio risultano quelli regionali di bassa quota o eventualmente locali se la galleria ha scarsa copertura ed è scavata entro il versante..

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Sistema locali di flusso di versante (intrabacino)

Questo sistema, che occupa nel grafico l’area in basso a sinistra con la sigla SS,

è caratterizzato da sorgenti di piccole e medie portate (al massimo 1 L/s in flusso di base). Tra le loro proprietà si riscontra una marcata tendenza all’aumento della portata estiva e alla diminuzione dell’IVP, ossia il rapporto tra la massima escursione di portata registrata e la portata media annua, al diminuire della quota d’emergenza. Il sistema di flusso è sviluppato lungo un versante quindi non s’espande al di fuori del bacino idrografico.

Sistemi locali di flusso di minor grado gerarchico

Rispetto ai sistemi di flusso di versante sono meno importanti perché occupano aree minori. Si suddividono in sistemi di flusso locale ad alta quota Sh e bassa

quota Sl, spesso sono legati a circolazioni in accumuli di frana e corpi detritici.

Si tratta pertanto acquiferi isolati e versanti di ridotte dimensioni.

Sistemi di flusso regionali

I sistemi di flusso regionali sono quelli di maggiore importanza, i quali si sviluppano su ampia scala, maggiore dei singoli bacini idrografici. Essi sono tutti sgorganti da rocce e alimentati da discontinuità tettoniche con valori di IVP < 1.3 con bassa velocità d’esaurimento della risorsa idrica. Questa categoria si suddivide pure in sistemi d’alta e bassa quota. I primi, considerati un’anomalia nei confronti della locazione, hanno valori d’IVP e coefficiente d’esaurimento bassissimi. I secondi sono caratterizzati da portate elevate, bassi IVP, coefficiente d’esaurimento compreso fra 1 e 6x10 e EC media di 600 µS/cm.

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